Wie berechnet man die Tragfähigkeit von Stahlträgern?

Berechnung der Tragfähigkeit von H-Trägern

Das Verständnis der Tragfähigkeit von Stahlträgern, insbesondere von H-Trägern, ist für die Gewährleistung der strukturellen Integrität und Sicherheit bei Bauprojekten von entscheidender Bedeutung. Dieser Abschnitt führt Sie durch den Prozess der Berechnung der Tragfähigkeit von Trägern und der Auswahl der geeigneten H-Trägergröße für Ihre spezifischen Anforderungen.

Tragfähigkeitsberechnung und Trägerauswahl:

Um die Tragfähigkeit eines H-Trägers aus Stahl zu bestimmen oder die richtige Größe für Ihr Bauprojekt auszuwählen, können Sie unseren umfassenden Tragfähigkeitsrechner für Träger verwenden und die dazugehörige Tragfähigkeitstabelle einsehen. Diese Tools, wie im Screenshot unten dargestellt, bieten eine robuste und benutzerfreundliche Methode, um fundierte Entscheidungen bei der Trägerauswahl zu treffen.

Siehe auch:

• Wie berechnet man die Biegeschubspannung und den Festigkeitszustand eines Trägers?

Und es ist in einem Excel-Format, das die Berechnung automatisch durchführen kann, sobald Sie die erforderlichen Informationen eingegeben haben.

Sie können das Tool herunterladen, indem Sie auf den unten stehenden Link klicken. Vergessen Sie nicht, die Makrofunktion in Excel zu aktivieren, um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten.

• Stahlträger-Tragfähigkeitsberechnung

Schlüsselfaktoren für die Tragfähigkeit von H-Trägern:

1. Trägergröße und Geometrie: Die Abmessungen des H-Trägers, einschließlich Flanschbreite, Stegdicke und Gesamttiefe, haben einen erheblichen Einfluss auf seine Tragfähigkeit.
2. Materialeigenschaften: Die für den H-Träger verwendete Stahlsorte wirkt sich auf seine Festigkeit und damit auf seine Tragfähigkeit aus.
3. Länge der Spannweite: Der Abstand zwischen den Stützen hat einen direkten Einfluss auf die Tragfähigkeit des Trägers.
4. Lastverteilung: Ob die Last gleichmäßig verteilt oder auf bestimmte Punkte konzentriert ist, beeinflusst die Leistung des Trägers.
5. Sicherheitsfaktoren: Ingenieure berücksichtigen in der Regel Sicherheitsfaktoren, um unerwartete Belastungen oder Materialschwankungen zu berücksichtigen.

Berechnung der Tragfähigkeit von I-Trägern

Die Formel für die Biegetragfähigkeit lautet:

Mu=b’*h’*f*(0.5*h-0.5*h’)+(0.5*h-h’)*b*f*0.5*(0.5*h-h’)

F - Bemessungswert von Streckgrenze
b - Stegdicke
b '- Flanschbreite
h - hoch
h '- Flanschdicke

Was die Tragfähigkeit von Zug und Druck betrifft, so halte ich es nicht für notwendig, dies hier zu erläutern. Was die exzentrische Spannung und Kompression angeht, so ist es nicht sehr schwierig, diese selbst zu berechnen.

Zum Beispiel:

Wie viel kann der I-Träger #25 bei einer Spannweite von 4 m und gleichmäßiger Lastverteilung tragen?

Kalkulation:

Für #25 I-Träger, W = 401,4cm³[σ]=210N/mm2, Gesamtstabilitätskoeffizient φb=0,93

Formel für das Biegemoment M = QL²/8
Formel für die Stärke σ = M/W

Nach der Formel: q=8σW/L²=8*210*401400/4*4=42,1kN/m

Erforderliche Gesamtstabilität: 42,1 * 0,93 = 39,2kn/m

Erforderlicher Teilfaktor (Sicherheitsfaktor): 39,2 / 1,4 = 28kN/m

Sichere Anwendung: 28kN/m

Die obige Berechnung berücksichtigt nicht das Eigengewicht und die Durchbiegungsprüfung des I-Trägers.

Welcher von H-Träger-Stahl und I-Träger-Stahl ist besser belastbar?

H-Träger-Stahl weist im Vergleich zu I-Träger-Stahl eine höhere Tragfähigkeit auf, was auf seine optimierte Konstruktion und seine besseren mechanischen Eigenschaften zurückzuführen ist.

Die Querschnittsgeometrie des I-Trägers, die durch sein relativ hohes und schmales Profil gekennzeichnet ist, führt zu erheblichen Unterschieden zwischen den Trägheitsmomenten entlang seiner beiden Hauptachsen. Diese Asymmetrie beschränkt seine Anwendung in erster Linie auf Biegebelastungen in der Ebene des Stegs oder als Bauteile in Gittertragwerken. I-Träger sind für axiale Druck- oder Biegebelastungen senkrecht zur Stegebene weniger geeignet, was ihre Vielseitigkeit bei strukturellen Anwendungen einschränkt.

Im Gegensatz dazu ist der H-Trägerstahl aufgrund seiner ausgereiften Querschnittsform ein effizienteres und wirtschaftlicheres Profil. Die wichtigsten Vorteile von H-Trägern sind:

1. Verbessertes Widerstandsmoment: Die breiteren Flansche und die optimierte Stegdicke führen zu einem höheren Widerstandsmoment, das den Widerstand des Trägers gegen Biegemomente erhöht.
2. Verbessertes Trägheitsmoment: Die Geometrie der H-Träger sorgt für eine ausgewogenere Verteilung des Materials, was zu verbesserten Trägheitsmomenten um beide Hauptachsen führt.
3. Hervorragende Konnektivität: Die parallelen oder nahezu parallelen inneren und äußeren Flanschflächen erleichtern die Verbindung mit anderen Bauteilen, insbesondere bei Verwendung hochfester Schrauben.
4. Umfassendes Größensortiment: H-Träger bieten eine gut durchdachte Reihe von Größen und Modellen, die den Konstruktions- und Auswahlprozess für Ingenieure vereinfachen.
5. Erhöhte Belastbarkeit: Bei der Einwirkung von Biegemomenten, Druckbelastungen oder exzentrischen Lasten zeigen H-Träger im Vergleich zu gewöhnlichen I-Trägern mit gleichem Gewicht eine bessere Leistung.
6. Materialeffizienz: Die optimierte Konstruktion von H-Trägern kann zu Materialeinsparungen von 10% bis 40% im Vergleich zu Standard-I-Trägern in ähnlichen Anwendungen führen.
7. Ausgewogene Festigkeit: Die breiteren Flansche und die optimierte Stegdicke sorgen für gleichmäßigere Festigkeitseigenschaften in mehreren Richtungen und verbessern so die strukturelle Gesamtstabilität.

Die parallele Flanschkonstruktion von H-Trägern, auch bekannt als Breitflanschträger, trägt zu ihrer verbesserten Leistungsfähigkeit bei. Diese Konfiguration führt zu einer effizienteren Verteilung des Materials, was zu verbesserten Querschnittseigenschaften und erhöhter Widerstandsfähigkeit gegenüber verschiedenen Belastungsbedingungen führt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl H-Träger als auch I-Träger ihre Berechtigung im Bauwesen haben, dass aber H-Träger im Allgemeinen eine höhere Tragfähigkeit, eine größere Vielseitigkeit und eine bessere Materialeffizienz bieten. Diese Eigenschaften machen H-Träger zur bevorzugten Wahl für viele tragende Anwendungen in der modernen Tragwerksplanung und Konstruktion.